¿Cuál es el principio de iluminación del LED?

Actualizar:30-11-2020
Resumen:

LED (diodo emisor de luz), un diodo emisor de luz, es u […]

LED (diodo emisor de luz), un diodo emisor de luz, es un dispositivo semiconductor de estado sólido que puede convertir directamente la electricidad en luz. El corazón del LED es un chip semiconductor, el chip se fija en un soporte, un extremo es el polo negativo y el otro extremo está conectado al polo positivo de la fuente de alimentación, de modo que todo el chip está encapsulado por resina epoxi. La oblea semiconductora se compone de dos partes, una parte es un semiconductor de tipo P, en el que dominan los agujeros, y el otro extremo es un semiconductor de tipo N, que son principalmente electrones. Pero cuando estos dos semiconductores están conectados, se forma una unión P-N entre ellos. Cuando la corriente actúa sobre el chip a través del cable, los electrones serán empujados al área P, donde los electrones y los huecos se recombinan, y luego emiten energía en forma de fotones. Este es el principio de emisión de luz LED. La longitud de onda de la luz, o el color de la luz, está determinada por el material que forma la unión P-N.

Inicialmente, los LED se utilizaron como fuentes de luz indicadora para instrumentos y medidores. Posteriormente, los LED de varios colores de luz se utilizaron ampliamente en semáforos y pantallas de visualización de gran superficie, lo que resultó en buenos beneficios económicos y sociales. Tomemos como ejemplo un semáforo en rojo de 12 pulgadas. En los Estados Unidos, se utilizó originalmente una lámpara incandescente de 140 vatios de baja eficiencia y larga duración como fuente de luz, que produce 2000 lúmenes de luz blanca. Después de pasar por el filtro rojo, la pérdida de luz es del 90%, dejando solo 200 lúmenes de luz roja. En la lámpara de nuevo diseño, Lumileds utiliza 18 fuentes de luz LED rojas, que consumen un total de 14 vatios, incluidas las pérdidas del circuito, para producir el mismo efecto de luz. Las luces de señalización automotriz también son un campo importante de aplicaciones de fuentes de luz LED.
Para la iluminación general, la gente necesita más fuentes de luz blanca. En 1998, el LED blanco se desarrolló con éxito. Este LED se fabrica encapsulando un chip de GaN y un granate de itrio y aluminio (YAG) juntos. El chip GaN emite luz azul (λp = 465nm, Wd = 30nm), y el fósforo YAG que contiene Ce3 + producido por sinterización a alta temperatura es excitado por esta luz azul y emite luz amarilla con un pico de 550 nm. El sustrato de LED azul se instala en una cavidad reflectante en forma de cuenco, cubierta con una fina capa de resina mezclada con YAG, aproximadamente 200-500 nm. Parte de la luz azul emitida por el sustrato LED es absorbida por el fósforo y la otra parte de la luz azul se mezcla con la luz amarilla emitida por el fósforo para obtener luz blanca. Para los LED blancos InGaN / YAG, al cambiar la composición química del fósforo YAG y ajustar el grosor de la capa de fósforo, se puede obtener luz blanca de varios colores con una temperatura de color de 3500-10000K. Este método de usar LED azul para excitar fósforos y obtener luz blanca tiene una estructura simple, bajo costo y alta madurez tecnológica, por lo que es el más utilizado.

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